SBR-BAF工艺处理乳酸废水的研究.pdf

SBRBAF 工艺处理乳酸废水的研究 摘要 对采用 SBRBAF 工艺处理乳酸废水的工艺作了详细说明。工程实践表明，进水 COD 和 BOD5分别为 1 4021 621、634823 mg/L，经过 SBRBAF 两级生化处理后，出水 COD 和 BOD5分别为 6580、1117 mg/L，COD 和 BOD5的总去除率分别为 95%和98%，出水符合污水综合排放标准（GB 89781996）一级标准。关键词 SBR BAF 乳酸废水 Treatment of lactic acid wastewater by SBR-BAF process Wang Baiyang，Wang Huiping，Lai Jianghua，Liu Wenting.（School of Environmental Science and Engineering，Nanchang University，Nanchang Jiangxi 330029）Abstract:The craft SBR-BAF process for lactic acid wastewater was introduced.The engineering example indicated that the lactic acid wastewater which has highly concentrated organic impurities and large fluctuating of quality and flux can be treated effectively by this process，the quality of the final effluent can meet the First Grade of the National Effluent Discharge Standard(GB 89781996).It has notable advantages such as simple design，flexible operation，less land and stable effect on treatment.Keywords:sequencing batch reactor；biological aerated filter；lactic acid wastewater 某公司以淀粉糖为原料，通过发酵生产乳酸。随着乳酸用量越大，乳酸废水也越多。乳酸废水含有多种酸类和有机酯类，直接排放会造成水体、土壤的污染，因此必须对乳酸废水进行处理后达标排放。1 乳酸废水水质水量 乳酸废水主要来自于生产过程、设备清洗、分离液等。废水排放量为 500 m3/d。废水处理设计排放标准按污水综合排放标准（GB 89781996）一级标准执行，水质指标见表 1。表 1 乳酸废水水质指标及排放标准 项目 COD/（mgL-1）BOD5/（mg L-1）SS/（mgL-1）pH 乳酸废水 排放标准 1 500 100 700 20 200 70 39 69 2 工艺流程 乳酸废水中主要成分为淀粉糖、菌体、乳酸和醇等污染物1，生产原料和投加的营养物质中无有毒有害物质，可生化性较好，故采用生化处理为主的处理工艺，工艺流程见图 1。乳酸废水经过格栅，去除较大悬浮物后进入中和调节池。由于乳酸废水一般 呈酸性，在中和调节池中投加片状 NaOH 进行中和。废水经中和调节池后由潜污泵提升到 SBR 池。SBR 池的滗水重力流入 BAF 池，经 BAF 池后出水进入清水池。BAF 池的反冲洗排水重新回流至中和调节池。SBR 池的污泥排入污泥浓缩池，经浓缩脱水，滤液回流到中和调节池，泥饼外运。反冲洗水滤液泥饼污泥脱水机污泥浓缩池反冲洗排水外排清水池BAFSBR中和调节池格栅进水 图 1 废水处理工艺流程 3 主要构筑物与设计参数（1）粗细格栅：废水经厂区排水管收集后进入格栅进水井，去除较大悬浮物或漂浮物，1 座，钢混结构，尺寸为 1.5 m0.5 m2.2 m。（2）中和调节池：各设中和池、调节池各 1 座，钢混结构。中和池停留时间 h，尺寸为 1.5 m1.5 m4.3 m。调节池用来调节水质和水量的不均匀性，1座，钢混结构，尺寸为 8.0 m8.0 m4.3 m，水力停留时间为 12 h。（4）SBR 池：1 座，分为两格，钢混结构，设计 COD 负荷为 0.8 kg/（m3 d），单格尺寸为 5.0 m5.0 m5.7 m，运行周期 6 h。（5）BAF 池：1 座 3 格，钢混结构，单格尺寸为 4.0 m4.0 m6.7 m，过滤滤速为 0.43 m/h，COD 负荷为 2.0 kg/（m3d）。（6）清水池：1 座，钢混结构，6.0 m6.0 m5.3 m，有效容积为 180 m3。（7）污泥浓缩池：储存并调节污泥量，同时对污泥进行浓缩，1 座，钢混结构，尺寸为 3.5 m3.5 m5.0 m。（8）鼓风机房：鼓风机 3 台（2 用 1 备），型号为 RT100，功率为 15 kW，风量为 8.4 m3/min，风压为 kPa。反冲时鼓风机 1 台，型号为 RT150，功率为 37 kW，风量为 22.7 m3/min，风压为 kPa。4 工艺运行及处理效果 工艺运行 4.1.1 SBR 池污泥驯化 培养方式采用同步法，即培养驯化同时进行。取南昌市某污水处理厂的活性污泥作为接种污泥，用量 5 t 左右，倒入 SBR 池两格中，每池注入清水 50 m3，再补加乳酸废水至设计水位，闷曝 48 h 后沉淀 1 h，排水后重新补加乳酸废水至设计水位，如此运行，直到废水处理量达到满负荷。此后按照调试计划，即进水 2 h，进水 1 h 后开始曝气，曝气 3 h、沉淀 1 h、排水 1 h 的模式运行，运行过程中检测 DO、MLSS、pH、SV 及进出水 COD 等参数，并用显微镜观测污泥的 生物相。运行 15 d 后污泥颜色由灰色转为黄褐色，SV 由最初的 5%左右上升到20%，MLSS 约 2 000 mg/L，污泥沉降性能良好，镜检可以发现有大量的钟虫、线虫、边毛虫和少量的轮虫等，活性污泥基本成熟，进入正常运行阶段。4.1.2 SBR 池运行 SBR 池两格交替进行，采用微孔曝气，运行周期为 6 h,其中进水 2 h、曝气3 h、沉淀 1 h、排泥 5 min、排水 1 h，每周期排水量为有效池容的 50%（体积分数）。池中应保持足够的溶解氧，不宜过高或过低。一般溶解氧保持在 24 mg/L较为合适。4.1.3 BAF 池挂膜 清水与乳酸废水各 50%（体积分数）进入到 BAF 池，闷曝 48 h 后排除 1/3（体积比，下同）水量，投加 1/3（体积比）乳酸废水量，再闷曝 48 h，再排除1/3 水量，取陶粒滤料观察，此时肉眼可见部分陶粒上附有淡黄色的膜状物质。96 h 闷曝结束后以 20%（体积分数）的设计流量连续进水，使微生物逐渐适应进水水质，出水变清澈后，逐渐加大进水流量，直至达到设计要求为止。经过 15 d的连续进水，COD 去除率大于 80%，这时可认为挂膜完成。4.1.4 BAF 池反冲洗 反冲洗是维持曝气生物滤池正常运行的关键，反冲洗的好坏对出水水质、工作周期、运行状况的影响很大2。其基本要求是：在较短的反冲洗时间内，使滤料得到清洗，恢复其除污能力。采用气水联合反冲洗方式冲洗，其反冲洗顺序为:先单独气冲 57 min，气冲强度为 20 L/（m2 s），再气水联合反冲洗 510 min，水冲强度 15 L/（m2s），最后用水漂洗 3 min，冲洗强度为 10 L/（m2s）。反冲洗周期为 48 h。对于曝气生物滤池，控制好气水反冲洗强度显得尤为重要，过低达不到反冲洗的目的，过高会使生物膜严重脱落，造成填料层内生物量减少，以致影响处理效果，并易造成填料的破损、流失及增加不必要的反冲洗耗水量、耗电量。4.1.5 问题分析 运行中也发现了一些问题，如污泥膨胀和大量泡沫等。对水样检测发现乳酸 废水中缺乏 N、P 等营养物质。由于 N、P 营养物质的缺乏，容易造成丝状菌和放线菌的大量繁殖，从而产生污泥膨胀和泡沫，降低污泥浓度，因此运行过程中必须定期检测废水中 N、P 浓度，当 N、P 浓度不足时，应按 CODNP=20061（质量比）投加尿素和磷酸二氢钾。实际运行中通过控制营养盐的投加比和曝气量，解决污泥膨胀和泡沫问题。处理效果 工程建成后经调试，出水中各项指标经当地环保监测站监测均能达标排放，监测结果见表 2。表 2 监测结果 监测指标 进水 SBR 池 BAF 池 总去除率/%出水 去除率/%出水 去除率/%COD/（mgL-1）BOD5/（mg L-1）SS/（mgL-1）pH 1 4021 621 634823 182213 39 561673 207293 80100 60 65 55 6580 1117 515 80 85 80 95 98 95 5 经济分析 工程总投资为 260 万元。（1）电费：每天用电量 729 kWh，电价元/(kWh)，折合吨水电费为元/m3。（2）药剂费：药剂主要是营养盐和酸碱调节剂，折合吨水费用为元/m3。（3）人工费：废水处理站定员 4 人，工资为 1 000 元/（月人），折合吨水处理费为元/m3。（4）折旧费：折旧率土建按%，设备按 8%计，则折旧费为，土建万元/a，设备万元/a，合计万元/a，折合吨污水处理费为元/m3。（5）设备维修费：按折旧费的 10%计算，合计万元/a，折合吨水费用为元/m3。计折旧费在内，合计运行费用为万元/a，废水处理成本为元/m3。不计折旧费，合计运行费用万元/a，废水处理成本为元/m3。6 结 论 SBRBAF 处理乳酸废水是一种有效的处理工艺。进水 COD 和 BOD5分别为 1 4021 621、634823 mg/L，经过 SBRBAF 两级生化处理后，出水 COD和 BOD5分别为 6580、1117 mg/L，COD 和 BOD5的总去除率分别为 95%和98%，出水符合污水综合排放标准（GB 89781996）一级标准。参考文献 1 夏群，江栋，陈泽涛.乳酸生产废水处理工程设计及运行结果J.工业用水与废水，1999，30（3）：22-24.2 陈春宁，刘金香.胰岛素制药废水的处理J.工业用水与废水，2005，36（4）：78-80.